Hétvégi olvasmány: Tervek egy teljes értékű európai fotovoltaikus ellátási lánchoz

Azt'Ez egy izgalmas időszak a fotovoltaikus gyártás számára, mivel a globális napenergia-ipar láthatóan felismerte, hogy minden kulcsfontosságú régiójában lokalizált ellátási láncokra van szükség. Európa, India és az Egyesült Államok mind jelentős ösztönzőket indítanak el, és terveket vezetnek be a vertikálisan integrált gyártásra vonatkozóan, olyan méretekben, mint a Kínában már működők.

A napenergiával kapcsolatos korai innovációk közül sok Európában valósult meg, a világ nagy része előtt'A napelem-modulok és kapcsolódó anyagok gyártási kapacitása az elmúlt évtizedben Ázsiába költözött. És ahogy Európa ismét egy helyi fotovoltaikus gyártóipar létrehozására törekszik, ez'Egyértelmű, hogy az érintett cégek fenn akarják tartani a kontinenst'technológiai vezető hírnevét. Eddig az európai tervek zöme heterojunction technológián (HJT) alapuló cellák és modulok gyártása.– a jelenleg gyártás alatt álló legfejlettebb cellakoncepciók közé tartozik, amelyek a legmagasabb teljesítményre képesek.

"Európában jelenleg a HJT a választott technológia az új gyártók és új vonalak számára, nem pedig a p-type PERC fejlesztései," mondta Karl Melkonyan, az IHS Markit vezető elemzője."Az elmúlt 15-20 évben a HJT technológia nagy utat tett meg: folyamatosan csökkentette a költségeket, növelte az átalakítási hatékonyságot és egyéb teljesítményjavításokat, valamint erős stabilitást és nagyon alacsony hőmérsékleti együtthatót. Azt is fontos megemlíteni, hogy van még hová fejlődni."

Globális szinten a HJT a meglévő PERC technológiával, amely már most is nagyon jól költségoptimalizált, és a fő n-típusú riválisával, a TOPCon-val kell szembenéznie, amely a HJT-vel ellentétben adaptált PERC-sorokon is gyártható."Mind a HJT-nek, mind a TOPConnak még fejlesztenie és javítania kell néhány gyártási folyamatot, hogy költség-versenyképessé váljon, nagyobb hatékonysággal, nagyobb áteresztőképességgel és tartóssággal, rövidebb feldolgozási idővel, alacsonyabb költségekkel és jobb általános teljesítménnyel." tette hozzá Melkonyan."én nem'ne hidd, hogy csak egy nyertes lesz." Európa esetében azonban az eddig bejelentett legnagyobb gyártási tervek, köztük a németországi Meyer Burger, a francia REC Group és Recom, valamint az olasz Enel, mind a HJT-re összpontosítanak. És miközben ezek a már megalapozottabb szereplők folytatják lenyűgöző munkájukat a szilíciumcellás technológia fejlesztése és optimalizálása érdekében, rengeteg új innováció vár a szárnyakon, amelyek mind a meglévő tervek támogatását, mind a PV-gyártás új irányokba mozdítását ígérik.

HJT tech

Mivel az olyan technológiák, mint a HJT, közelednek a szilícium napelemek gyakorlati hatékonysági határaihoz, az iparág új anyagokat keres a nagyobb teljesítmény elérése érdekében. Itt a legígéretesebb anyagok a perovskitek, amelyeket leggyakrabban szilíciumcellák tetejére helyeznek fel, hogy tandem eszközt hozzanak létre. És bár még nem kerül kereskedelmi forgalomba bármilyen léptékben, a tandemsejteket, sőt önmagukban a perovszkitokat is sokan a PV jövőjének tekintik.

Az egyesült királyságbeli/németországi székhelyű Oxford PV a tandemcellás technológia úttörői közé tartozik, és a laboratóriumi méretű eszközökkel már közeledik a 30 százalékos hatékonysági határhoz. A cég azt tervezi, hogy a németországi brandenburgi telephelyén gyártott perovszkit-szilícium modulokat még ez év vége előtt piacra dobja.– tapasztalt néhány késést a Covid és a kapcsolódó ellátási lánc korlátai miatt. Ami a szilícium alsó cellát illeti, az Oxford PV szilárdan elkötelezett a HJT mellett, mint a legjobb megoldás mellett, és ebben lehetőséget lát az európai gyártók számára, hogy vezető szerepet töltsenek be a technológia terén.

"Jelenleg más régiók bizonyos mértékig elakadtak egy örökölt terméknél a PERC-ben, és azt szeretnék kiterjeszteni," – mondta Frank Averdung, az Oxford PV vezérigazgatója."Európában a jelenlegi gyártási kapacitás marginális, és te nem'nem rendelkezik ezzel a régi termékkel. Nekünk pedig, ha a legnagyobb hatékonyságot akarjuk, akkor a legjobban teljesítő alsó cellára van szükségünk, és ez természetesen a HJT."

Poliszilícium és azon túl

A közelmúlt zavaraival, áremelkedéseivel és a kényszermunkával kapcsolatos aggodalmakkal, a poliszilíciummal'Az ellátási lánc az elejétől a végéig demonstrálja a lokalizált gyártás szükségességét. Míg az olyan bejáratott szereplők, mint a Wacker és az Elkem, képesek a poliszilícium nagy részét szállítani, amelyre az európai gyártóknak az elkövetkező években szükségük lesz, mások keresik a módokat ennek felrázására, és a folyamat során a költségek drámai csökkentésére.

A német startup, a Nexwafe olyan technológiát fejleszt, amely egyetlen lépéssel felváltja a poliszilícium gyártási folyamatait, nevezetesen a tuskóhúzást és a fűrészelést azáltal, hogy közvetlenül klórszilán gázból készít szilícium lapkákat. Az eljárás megalkotói szerint a felére csökkenti az ostyagyártás költségeit, és a jelenlegi technológiával lehetségesnél egységesebb, jó minőségű ostyát állít elő. 2021 végén a cég emelt€39 milliós beruházást hajtanak végre, és 2024 elejére a németországi Bitterfeld-Wolfenben található telephelyén egy 500 MW kapacitású erőművet terveznek növelni.

Az új vékonyréteg-technológiák a költségek és a bonyolultság jelentős csökkentését is ígérik's velejárója a szilícium PV modulok gyártásának. A brit Power Roll cég a közelmúltban fejezte be technológiájának kísérleti gyártósorát, amely a napelem-anyagot egyedi mikrobarázdás szerkezetbe rakja le. A kísérleti gyártás során a vállalat perovskittal dolgozik cellaanyagként, és a könnyű és integrált alkalmazásokat célozza meg."Becsléseink szerint ha méretezzük, technológiánk körülbelül 50 százalékkal olcsóbb lesz előzetes tőke alapon, és 50 százalékkal rövidebb megtérülési idővel, mint a meglévő hagyományos nehéz szilícium PV-k." – mondta a Power Roll vezérigazgatója, Neil Spann.

Helyszín, hely, hely

A brandenburgi 100 MW-os vonalának befejezését követően az Oxford PV további 2 GW-os cella- és modulgyárat tervez, de egyelőre nem erősítette meg, hogy ez hol helyezkedhetne el."Bármilyen helyszínre nyitottak vagyunk. Természetesen egy európai cég vagyunk, amelyet az Egyesült Királyságban alapítottak, és Németországban van gyártási tevékenységünk, és inkább maradnánk," - mondta Averdung."Ugyanakkor nem hunyhatjuk le a szemünket, ha más helyszíneken jelentős előnyök származnak."

Annak biztosítása érdekében, hogy továbbra is vonzó maradjon az új PV-technológiákat fejlesztő vállalatok számára, Európának szükség lehet arra, hogy támogassa a növekedést."A németországi telephelyünk bővítéséhez szükséges összeg körülbelül 100 millió eurót jelent. Jelenleg pedig mi'ennek talán 10 vagy 12 százaléka állami támogatást lát," A Nexwafe vezérigazgatója, Davor Sutija elmondta a pv magazinnak."És összehasonlítva az Egyesült Államok adózási kezdeményezéseivel, az indiai programokkal és a kínai állami támogatás mértékével, ez Európát lemaradóvá teszi a megújuló energia támogatásában."

Eltekintve a technológiájukat bemutató kísérleti projektektől, a Nexwafe és a Power Roll is olyan üzleti modellt követ, hogy technológiájukat más gyártóknak engedélyezzék, ahelyett, hogy maguk végeznék a gyártást; vagyis ők'nem valószínű, hogy bármely régióhoz kötődik. India's Reliance New Energy Solar nemrégiben fektetett be€25 millió a Nexwafe-ban, és azt tervezi, hogy bevezeti az ostyakészítési technológiát az indiai ellátási láncra vonatkozó ambiciózus terveibe. A Power Roll a helyi partnerrel, a Thermaxszal közösen vizsgálja vékonyréteg-technológiájának Indiában történő gyártását.

Mindazonáltal mindkét cég azt állítja, hogy rengeteg lehetőséget lát Európában, és szeretne szerepet vállalni a régióban's PV-ipar."A napelemek új generációit fogjuk kifejleszteni, amelyek rendkívül hatékonyak, többek között adalékolási gradiensekkel és újszerű szerkezetekkel. És úgy gondoljuk, hogy az lenne az ideális, ha Európában lenne partnerünk, hogy ezeket az új innovációkat piacra vigyük" - mondta Sutija."A Reliance-szel végzett munkánk ugyanakkor azt mutatja, hogy technológiánk iránt globális kereslet mutatkozik. Befektetési szempontból pedig képesnek kell lennünk a globális versenyre, és olyan stratégiai partnerségeket kell létrehoznunk, amelyek lehetővé teszik technológiánk minél gyorsabb elterjedését."

Értékláncok

A perovszkit technológiájával az Oxford PV arra is ügyelt, hogy ne hagyatkozzon olyan anyagokra, amelyek bármely régióban kifogyhatnak."Mi'tanulmányoztam azokat az anyagokat, amelyek a perovszkit sejtjeinkbe kerülnek, hogy megbizonyosodjanak arról'könnyen elérhetőek, hogy azok'nem konfliktusos régiókból és elegendő mennyiségben elérhető," – mondta a cég'Chris Case műszaki igazgató."Számításaink azt mutatják, hogy elegendő több mint 30 TW perovszkit technológia szállítására, és az európai ellátási láncon belül lehetőségünk van szükség esetén ezeket a kritikus anyagokat szállítani.'elsődleges forrásokból elérhető."

Nexwafe's Sutija azt is megjegyzi, hogy a németországi Bitterfeldbe tervezett létesítmény's "szoláris völgy" a klórszilán gázt a szomszédos létesítményből szerezheti be.

Még a rendelkezésre álló nyersanyagok mellett is, az ilyen technológiák jelentős mértékű eléréséhez a teljes ellátási láncnak is jelen kell lennie– beleértve a modul anyagjegyzékét, például üveget, kereteket stb."Növekedést kell látnunk az ellátási láncban. Ennek nincs technológiai akadálya, hanem arról van szó, hogy az emberek bíznak a piacon, és hajlandóak fektetni," - mondta Averdung."Amit azonban most tennünk kell, az az, hogy gondoljunk a gyorsításra, igaz? És szerintem itt a politika segíthet."